তারের বৈদ্যুতিক ক্ষমতা

একটি তারের নেটওয়ার্কে বা এসি ভোল্টেজের প্রভাবে ডিসি ভোল্টেজ চালু বা বন্ধ করার সময়, একটি ক্যাপাসিটিভ কারেন্ট সর্বদা ঘটে। দীর্ঘমেয়াদী ক্যাপাসিটিভ কারেন্ট কেবলমাত্র বিকল্প ভোল্টেজের প্রভাবে তারের অন্তরণে বিদ্যমান। ধ্রুবক বর্তমান সঞ্চালন সব সময়ে বিদ্যমান এবং একটি ধ্রুবক বর্তমান তারের নিরোধক প্রয়োগ করা হয়. তারের ক্ষমতা সম্পর্কে আরও বিশদে, এই বৈশিষ্ট্যটির শারীরিক অর্থ সম্পর্কে এবং এই নিবন্ধে আলোচনা করা হবে।

পদার্থবিজ্ঞানের দৃষ্টিকোণ থেকে, একটি কঠিন বৃত্তাকার তারটি মূলত একটি নলাকার ক্যাপাসিটর। এবং যদি আমরা অভ্যন্তরীণ নলাকার প্লেটের চার্জের মানটি Q হিসাবে নিই, তবে এর পৃষ্ঠের প্রতি ইউনিটে একটি পরিমাণ বিদ্যুৎ থাকবে যা সূত্র দ্বারা গণনা করা যেতে পারে:

এখানে e হল তারের নিরোধকের অস্তরক ধ্রুবক।

মৌলিক ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক্স অনুসারে, r ব্যাসার্ধে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি E এর সমান হবে:

এবং যদি আমরা তার কেন্দ্র থেকে কিছু দূরত্বে তারের অভ্যন্তরীণ নলাকার পৃষ্ঠটি বিবেচনা করি এবং এটি হবে সমতুল্য পৃষ্ঠ, তবে এই পৃষ্ঠের প্রতি ইউনিট ক্ষেত্রফলের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি সমান হবে:

তারের নিরোধকের অস্তরক ধ্রুবক অপারেটিং অবস্থা এবং ব্যবহৃত নিরোধকের প্রকারের উপর নির্ভর করে ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়। এইভাবে, ভলকানাইজড রাবারের একটি অস্তরক ধ্রুবক থাকে 4 থেকে 7.5, এবং গর্ভধারিত কেবল কাগজের একটি অস্তরক ধ্রুবক থাকে 3 থেকে 4.5। নীচে এটি দেখানো হবে কিভাবে অস্তরক ধ্রুবক, এবং তাই ক্যাপাসিট্যান্স তাপমাত্রার সাথে সম্পর্কিত।

আসুন কেলভিনের মিরর পদ্ধতিতে ফিরে আসি। পরীক্ষামূলক ডেটা কেবলমাত্র ক্যাপ্যাসিট্যান্স মানগুলির আনুমানিক গণনার জন্য সূত্র দেয় এবং এই সূত্রগুলি স্পেকুলার প্রতিফলন পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে প্রাপ্ত হয়। পদ্ধতিটি এমন অবস্থানের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে যে একটি নলাকার ধাতব শেল একটি অসীম দীর্ঘ পাতলা তারের চারপাশে অবস্থিত একটি Q মানতে চার্জ করা এই তারটিকে একইভাবে প্রভাবিত করে যেমন একটি তারের L1 বিপরীতভাবে চার্জ করা হয়, তবে শর্ত থাকে যে:

সরাসরি ক্যাপাসিট্যান্স পরিমাপ বিভিন্ন পরিমাপ পদ্ধতির সাথে বিভিন্ন ফলাফল দেয়। এই কারণে, তারের ক্ষমতা মোটামুটিভাবে বিভক্ত করা যেতে পারে:

• Cst — স্ট্যাটিক ক্যাপাসিট্যান্স, যা পরবর্তী তুলনার সাথে ক্রমাগত বর্তমান পরিমাপ দ্বারা প্রাপ্ত হয়;

• Seff হল কার্যকর ক্যাপাসিট্যান্স, যা ভোল্টমিটার এবং অ্যামিটার ডেটা থেকে গণনা করা হয় যখন সূত্র দ্বারা বিকল্প কারেন্টের সাথে পরীক্ষা করা হয়: Сeff = Ieff /(ωUeff)

• C হল প্রকৃত ক্যাপাসিট্যান্স, যা পরীক্ষার সময় সর্বাধিক চার্জের সাথে সর্বাধিক ভোল্টেজের অনুপাতের পরিপ্রেক্ষিতে অসিলোগ্রামের বিশ্লেষণ থেকে প্রাপ্ত হয়।

প্রকৃতপক্ষে, এটি প্রমাণিত হয়েছে যে তারের প্রকৃত ক্যাপাসিট্যান্সের C এর মান কার্যত ধ্রুবক, নিরোধক ভাঙ্গনের ক্ষেত্রে ব্যতীত, তাই ভোল্টেজের পরিবর্তন তারের নিরোধকের অস্তরক ধ্রুবককে প্রভাবিত করে না।

যাইহোক, অস্তরক ধ্রুবকের উপর তাপমাত্রার প্রভাব উপলব্ধি করা হয় এবং তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে এটি 5% এ কমে যায় এবং সেই অনুযায়ী তারের প্রকৃত ক্যাপাসিট্যান্স C হ্রাস পায়। এই ক্ষেত্রে, কারেন্টের ফ্রিকোয়েন্সি এবং আকৃতির উপর প্রকৃত ক্ষমতার কোন নির্ভরতা নেই।

40 ডিগ্রি সেলসিয়াসের নিচে তাপমাত্রায় তারের স্থির ক্ষমতা Cst এর প্রকৃত ক্ষমতা C এর মানের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ এবং এটি গর্ভধারণের তরলীকরণের কারণে হয়; উচ্চ তাপমাত্রায়, স্থিতিশীল ক্ষমতা Cst বৃদ্ধি পায়। বৃদ্ধির প্রকৃতি গ্রাফে দেখানো হয়েছে, বক্ররেখা 3 তাপমাত্রার পরিবর্তনের সাথে তারের স্ট্যাটিক ক্ষমতার পরিবর্তন দেখায়।

কার্যকর ক্যাপাসিট্যান্স Ceff বর্তমান আকৃতির উপর দৃঢ়ভাবে নির্ভরশীল। একটি বিশুদ্ধ sinusoidal বর্তমান কার্যকরী এবং বাস্তব ক্যাপাসিট্যান্স একটি কাকতালীয় ফলাফল. একটি তীক্ষ্ণ কারেন্ট ফর্ম কার্যকর ক্ষমতা দেড় গুণ বৃদ্ধির দিকে নিয়ে যায়, একটি ভোঁতা বর্তমান ফর্ম কার্যকর ক্ষমতা হ্রাস করে।

কার্যকর ক্ষমতা Ceff ব্যবহারিক গুরুত্ব, কারণ এটি বৈদ্যুতিক নেটওয়ার্কের গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে। তারের মধ্যে ionization সঙ্গে, কার্যকর ক্যাপাসিট্যান্স বৃদ্ধি.

নীচের গ্রাফে:

1 — তাপমাত্রার উপর তারের অন্তরণ প্রতিরোধের নির্ভরতা;

2 — তারের নিরোধক প্রতিরোধের লগারিদম বনাম তাপমাত্রা;

3 — তাপমাত্রার উপর তারের স্ট্যাটিক ক্যাপাসিটি Cst এর মানের নির্ভরতা।

তারের নিরোধকের উত্পাদন গুণমান নিয়ন্ত্রণের সময়, শুকানোর বয়লারে ভ্যাকুয়াম গর্ভধারণের প্রক্রিয়া ব্যতীত ক্ষমতাটি কার্যত সিদ্ধান্তমূলক নয়। লো-ভোল্টেজ নেটওয়ার্কগুলির জন্য, ক্যাপাসিট্যান্সও খুব গুরুত্বপূর্ণ নয়, তবে এটি ইন্ডাকটিভ লোডের সাথে পাওয়ার ফ্যাক্টরকে প্রভাবিত করে।

এবং উচ্চ-ভোল্টেজ নেটওয়ার্কগুলিতে কাজ করার সময়, তারের ক্ষমতা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ এবং সামগ্রিকভাবে ইনস্টলেশন পরিচালনার সময় সমস্যা সৃষ্টি করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, আপনি 20,000 ভোল্ট এবং 50,000 ভোল্টের অপারেটিং ভোল্টেজের সাথে ইনস্টলেশনের তুলনা করতে পারেন।

ধরা যাক আপনাকে 15.5 কিমি এবং 35.6 কিমি দূরত্বের জন্য 0.9 এর সমান phi এর কোসাইন সহ 10 MVA প্রেরণ করতে হবে। প্রথম ক্ষেত্রে, তারের ক্রস-সেকশন, অনুমোদিত গরম করার বিষয়টি বিবেচনা করে, আমরা 185 বর্গ মিমি, দ্বিতীয়টির জন্য - 70 বর্গ মিমি বেছে নিই। তেল-ভর্তি তারের সাথে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে প্রথম 132 কেভি শিল্প ইনস্টলেশনের নিম্নলিখিত পরামিতিগুলি ছিল: 11.3 এ / কিমি চার্জিং কারেন্ট 1490 কেভিএ / কিমি চার্জিং শক্তি দেয়, যা ওভারহেডের অনুরূপ পরামিতিগুলির চেয়ে 25 গুণ বেশি। অনুরূপ ভোল্টেজের ট্রান্সমিশন লাইন।

ক্ষমতার দিক থেকে, প্রথম পর্যায়ে শিকাগোর ভূগর্ভস্থ ইনস্টলেশনটি 14 MVA-এর সমান্তরাল-সংযুক্ত বৈদ্যুতিক ক্যাপাসিটরের অনুরূপ বলে প্রমাণিত হয়েছে এবং নিউ ইয়র্ক সিটিতে ক্যাপাসিটিভ কারেন্ট ক্ষমতা 28 MVA এ পৌঁছেছে এবং এটি 98 MVA এর প্রেরিত শক্তির সাথে। তারের কার্যক্ষমতা প্রতি কিলোমিটারে প্রায় 0.27 ফ্যারাড।

লোড হালকা হলে নো-লোড লস হয় ক্যাপাসিটিভ কারেন্ট দ্বারা, যা জুল তাপ উৎপন্ন করে এবং সম্পূর্ণ লোড পাওয়ার প্ল্যান্টের আরও দক্ষ অপারেশনে অবদান রাখে। একটি আনলোড করা নেটওয়ার্কে, এই ধরনের প্রতিক্রিয়াশীল কারেন্ট জেনারেটরগুলির ভোল্টেজকে কমিয়ে দেয়, যার কারণে তাদের ডিজাইনগুলিতে বিশেষ প্রয়োজনীয়তা আরোপ করা হয়।ক্যাপাসিটিভ কারেন্ট কমানোর জন্য, উচ্চ-ভোল্টেজ কারেন্টের ফ্রিকোয়েন্সি বাড়ানো হয়, উদাহরণস্বরূপ, তারের পরীক্ষার সময়, তবে এটি বাস্তবায়ন করা কঠিন এবং কখনও কখনও ইন্ডাকটিভ রিঅ্যাক্টরগুলির সাথে তারগুলিকে চার্জ করার অবলম্বন করা হয়।

তাই তারের সবসময় ক্যাপাসিট্যান্স এবং গ্রাউন্ড রেজিস্ট্যান্স থাকে যা ক্যাপাসিটিভ কারেন্ট নির্ধারণ করে। 380 V এর সাপ্লাই ভোল্টেজে ক্যাবল R-এর নিরোধক রোধ কমপক্ষে 0.4 MΩ হতে হবে। C তারের ক্ষমতা নির্ভর করে তারের দৈর্ঘ্য, বিছানোর উপায় ইত্যাদির উপর।

ভিনাইল ইনসুলেশন সহ একটি তিন-ফেজ তারের জন্য, 600 V পর্যন্ত ভোল্টেজ এবং নেটওয়ার্ক ফ্রিকোয়েন্সি 50 Hz, বর্তমান-বহনকারী তারের ক্রস-বিভাগীয় এলাকার উপর ক্যাপাসিটিভ কারেন্টের নির্ভরতা এবং এর দৈর্ঘ্য চিত্রে দেখানো হয়েছে। ক্যাপাসিটিভ কারেন্ট গণনা করতে কেবল প্রস্তুতকারকের স্পেসিফিকেশন থেকে ডেটা ব্যবহার করা উচিত।

ক্যাপাসিটিভ কারেন্ট 1 এমএ বা তার কম হলে, এটি ড্রাইভের অপারেশনকে প্রভাবিত করে না।

গ্রাউন্ডেড নেটওয়ার্কে তারের ক্ষমতা একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। গ্রাউন্ডিং স্রোতগুলি প্রায় সরাসরি ক্যাপাসিটিভ স্রোতের সমানুপাতিক এবং সেই অনুযায়ী, কেবলের ক্যাপ্যাসিট্যান্সের সাথে। অতএব, বৃহৎ মেট্রোপলিটন এলাকায়, বিশাল শহুরে নেটওয়ার্কের স্থল স্রোত বিশাল মূল্যে পৌঁছায়।

আমরা আশা করি যে এই সংক্ষিপ্ত উপাদানটি আপনাকে তারের ক্ষমতা সম্পর্কে একটি সাধারণ ধারণা পেতে সাহায্য করেছে, এটি কীভাবে বৈদ্যুতিক নেটওয়ার্ক এবং ইনস্টলেশনের ক্রিয়াকলাপকে প্রভাবিত করে এবং কেন এই তারের প্যারামিটারে যথাযথ মনোযোগ দেওয়া প্রয়োজন।